Szén: osztályozás, típusok, minőségek, jellemzők, égési jellemzők, kitermelési helyek, alkalmazás és a gazdaság szempontjából

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-17 18:54

A szén nagyon változatos és sokrétű vegyület. Földbéli képződésének sajátossága miatt nagyon eltérő tulajdonságokkal rendelkezhet. Ezért szokás a szenet osztályozni. Ez a cikk ismerteti, hogyan történik ez.

A fosszilis szenet többnyire a föld mélyéről bányásznak, de időnként a szeizmikus tevékenység hatására széntelepek kerülnek a felszínre, ahol bányászni is lehet. De honnan származik a földkéreg szén? A szén képződése nagyon hosszú és összetett folyamat, amely közönséges növényekből származik. Amikor a növények elpusztulnak, oxigénhiány és magas páratartalom esetén tőzeg képződik belőlük. Évmilliók alatt ez a tőzeg a talajba rakódik, ahol a magas hőmérséklet és nyomás hatására lassan szénné alakul. Ezt a folyamatot koalizációnak nevezik.

A fosszilis szenet az ember a koalizáció különböző szakaszaiban találhatja meg, ezért ennek az erőforrásnak számos fajtája létezik. Összességében többféle szénbesorolás létezik: összetétel szerint, szerintszármazási jellemzők, méret, páratartalom, szennyeződések jelenléte, valamint sok más jellemző. Nézzünk meg néhányat közelebbről.

A szén osztályozása darabméret szerint

A föld alatti szén kinyeréséhez össze kell zúzni és a felszínre juttatni. Az így kapott darabok különböző méretűek lehetnek, ami nagyon fontos a további felhasználáshoz. Emiatt létezik egy állami szabvány (GOST R 51586-2000), amely meghatározza a szén besorolását a darabok mérete szerint. Ezeket a méreteket néha szénminőségnek is nevezik, hogy ne keverjük össze a minőségekkel, amelyekről később lesz szó.

Osztálynév (rövidítés)	Méret mm-ben
Födém (P)	100-tól
Nagy (K)	50-100
Anya (O)	25-50
Kicsi (M)	13-25
Seed (C)	6-13
Shtyb (Sh)	Legfeljebb 6

Ha a szén még nincs szétválogatva, és összetételében teljesen eltérő méretű darabok vannak, akkor az ilyen szenet közönségesnek (P) nevezzük.

Léteznek vegyes minőségek is, vagyis bizonyos határokon belül különböző méretű szénkeverékek. De az egyes osztályok szén százalékos aránya ebben az esetben nincs szabályozva. A keverék állhat például 95% vetőmagból és 5% kultúrnövényből, ebben az esetben a fajta ún.mag egy csomóval.

Osztálynév (rövidítés)	Méret mm-ben
Nagy, lemezzel (PC)	50-től
Dió nagy (KO)	25-100
Kis dió (OM)	13-50
Kismag (MS)	6-25
Mag kővel (SS)	13-ig
Kicsi maggal és pisztránggal (MSH)	Legfeljebb 25
Dió apró magvakkal és forgácsokkal (OMSSh)	Legfeljebb 50

A szén osztályozása fokozatok szerint

Mint már említettük, a szén összetétele eltérő lehet. A szén összetételében rendkívül nehéz specifikus vegyületeket elkülöníteni, ezért a szén jellemzésére csak néhány jellemzőt használunk: illékony anyagok koncentrációja, páratartalom, széntartalom, fűtőérték stb.

Általában ezek a jellemzők összefüggenek. Minél magasabb a szén széntartalma és minél alacsonyabb az illóanyag, annál több hőt tud a tüzelőanyag biztosítani. E jellemzők szerint a szenet osztályokra osztják.

Barnaszén (B)

Ez a legfiatalabb, és ezért a legkevésbé hasznos minőségű szén. Úgy néz ki, mint egy barna kőtömeg. Néha még fás szerkezetet is mutat. A hőteljesítmény mindössze 22 MJ/kg. Ennek oka az alacsonyszéntartalom, nagy mennyiségű nedvesség, illékony anyagok és ásványi szennyeződések. Mindez nem biztosítja a hatékony égést.

Ez a szén közvetlenül tőzegből keletkezik, és kis mélységben (10-200 méter) fekszik. Oroszországban a szoltonszkojei lelőhelyen, a Tunguska és a Kansk-Achinsk szénmedencében bányászják.

Long Flame Coal (L)

Általában szürke-fekete színű. Hosszú, füstös lánggal ég, ez adta a nevét. 70-80% szenet tartalmaz, így valamivel jobb minőségű tüzelőanyag, mint a barnaszén. Ezt a kevesebb nedvesség és szennyeződés is befolyásolja. De ez nem a hosszú lángú szén előnye. Ez a tüzelőanyag fújás nélkül is éghet, így könnyen használható kemencékben és kazánokban. Ez a fajta szén nagyon elterjedt. Kitermelését a Minuszinszki, Kuznyecki, Donyecki és sok más medencében végzik.

Gázszén (G)

Erősen hasonlít az előző márkához, de különbözik az alacsony páratartalomtól és a magas égési sebességtől. Ez utóbbi miatt gyakran használják kazánházakban tüzelőanyagként. Ez a szén gyakori a Donyeck-, Kuznyeck-, Kizelovszkij- és néhány más szénmedencében. A Szahalin-sziget lelőhelyeiben is megtalálható.

Fat Charcoal (W)

Ez már meglehetősen jó minőségű szén. Annak ellenére, hogy erősebben világít, mint az előző két márka, magas a fűtőértéke (35 MJ / kg). Hátránya a magas illóanyag-tartalomanyagok, ami megnehezíti az égési folyamat szabályozását, ezért ezt a márkájú szenet ritkán használják tüzelőanyagként. Főbb felhasználási területei az építőanyagok, aktív szén és egyéb hasznos anyagok előállítása, valamint a kokszipar. Ilyen szenet bányásznak az Osinovszkoje, Baidaevskoye, Leninskoye és Tom-Usinkskoye lelőhelyeken.

Kokszszén (C)

Ez egy nagyon értékes szénfajta alacsony elterjedtsége miatt. Ez a minőség nagyon jó minőségű szénkokszot állít elő, ahogy a neve is sugallja. Az ilyen szén kellően nagy mélységben (5500 m) keletkezik, ahol nagy nyomás van. Az ilyen szén színe szürke, üveges fényű. Nagyon egységes szerkezetű és minimális pórusszámmal rendelkezik. Az illékony anyagok tartalma mérsékelt (22-27%), a szén pedig már eléri a 88-90%-ot, ami pozitívan befolyásolja a hőátadást, bár az ilyen szenet ritkán használnak tüzelőanyagként. A kokszszenet a Kuznyecki szénmedencében, Anzserszkij, Tom-Usinszkij, Prokopjevszki-Kiselevszkij és más régiókban bányászják.

Skinny Caking Coal (OS)

Ez a szénmárka nem sokban különbözik a kokszszéntől: a szén- és szervetlen szennyeződések tartalma megközelítőleg azonos szinten van. Fő előnye a magas fűtőérték. 36 MJ / kg, ezért néha erőművekben üzemanyagként használják. De fő felhasználási területe a kokszipar. Igaz, ez a szén alig kokszolódik, ezért keverve kell használnimás típusú szén. A több fokozat ilyen keverékét széntöltésnek nevezzük. A sovány szén kitermelését főként a Kuzbassban, a Kemerovói régióban és a Dél-Jakutszki szénmedencében végzik.

Sovány szén (T)

Ez a szénmárka a kőzetben lévő viszonylag vékony rétegek miatt kapott ilyen vicces nevet. Ennek oka a nagy mélység (6600 m) és a nagy nyomás. Az előző két típustól eltérően a sovány szén nem képes szinterezni, és szinte lehetetlen kokszot előállítani belőle.

De nagyon magas fűtőértéke van, akár 40 MJ/kg-ig. Ez tüzelőanyagként való felhasználásához, valamint a kohászathoz vezet, ahol a fémolvasztó kemencékben rendkívül magas hőmérsékletre van szükség. A sovány széntermelés fő területei az Aralicsevszkij, a Baidajevszkij és a Kemerovói régiók.

Antracit (A)

Ez a legjobb minőségű szén fűtőértékét tekintve. A széntartalom elérheti a 98%-ot. Csak a grafitban van több. És megjelenésében az antracit nagyon különbözik a többi márkától. Sötét fekete színű, markáns fémes csillogással. Nagy hőstabilitású és elektromos vezetőképességgel is rendelkezik. Az antracit égési hőmérséklete meglehetősen magas, ezért nem használható tüzelőanyagként minden típusú kemencében. Ezenkívül a kohászatban, szűrők, elektródák, kalcium-karbid, mikrofonpor gyártására használják. Ez a szén nem zsugorodik, ezért nem talált hasznot a kokszolásban, bár e nélkül is igenegyes folyamatokban cserélje ki a kokszot.

Egyéb típusú besorolások

A fent bemutatott minőségeken kívül számos köztes minőség létezik, mint például a kokszzsír (KZh), a gázszinterelés (GS), a hosszú lángú gáz (DG).

Ezenkívül az egyes márkák szenek különböző méretű darabjai lehetnek. Ebben az esetben a fajtát jelző betű a márkát jelző betű után kerül. Például antracit-dió (AO), bold-slab (ZHP), kokszmag (KS).

A szén származás szerinti osztályozása is létezik. Minden szén, mint már említettük, több millió év alatt növényekből képződik. De a növények különböző természetűek lehetnek. Tehát a szenet humuszra (fából, levelekből, szárból) és szapropelitre (az alacsonyabb rendű növények maradványaiból, például algákból) osztják.